Nitrogen balance in soil under eucalyptus plantations

Abstract

An understanding of the role of organic nitrogen (N) pools in the N supply of eucalyptus plantations is essential for the development of strategies that maximize the efficient use of N for this crop. This study aimed to evaluate the distribution of organic N pools in different compartments of the soil-plant system and their contributions to the N supply in eucalyptus plantations at different ages (1, 3, 5, and 13 years). Three models were used to estimate the contributions of organic pools: Model I considered N pools contained in the litterfall, N pools in the soil microbial biomass and available soil N (mineral N); Model II considered the N pools in the soil, potentially mineralizable N and the export of N through wood harvesting; and Model III (N balance) was defined as the difference between the initial soil N pool (0-10 cm) and the export of N, taking the application of N fertilizer into account. Model I showed that N pools could supply 27 - 70 % of the N demands of eucalyptus trees at different ages. Model II suggested that the soil N pool may be sufficient for 4 - 5 rotations of 5 years. According to the N balance, these N pools would be sufficient to meet the N demands of eucalyptus for more than 15 rotations of 5 years. The organic pools contribute with different levels of N and together are sufficient to meet the N demands of eucalyptus for several rotations.O entendimento da participação de reservas orgânicas de N no suprimento de plantações de eucalipto é fundamental para o desenvolvimento de estratégias que maximizem a eficiência no uso de N por essa cultura. O objetivo deste trabalho foi avaliar a distribuição de reservas orgânicas de N em diferentes compartimentos no sistema solo-planta e a contribuição desses compartimentos no suprimento de N em plantações de eucalipto em diferentes idades de cultivo (1, 3, 5 e 13 anos). Para estimar a contribuição das reservas orgânicas, foram empregados três modelos: o modelo I considerou os estoques do N contido na serapilheira e na biomassa microbiana do solo e o N disponível no solo (N mineral); o modelo II considerou os estoques de N no solo, o N potencialmente mineralizável e a exportação de N na colheita da madeira; e o modelo III (balanço de N) foi definido pela diferença entre o estoque inicial de N no solo (0-10 cm) e a exportação de N, somada a uma aplicação de fertilizante nitrogenado. O modelo I mostrou que as reservas de N poderiam suprir de 27 a 70 % da demanda de N pelo eucalipto entre as idades. O modelo II mostrou que o estoque de N no solo pode ser suficiente para quatro a cinco rotações de cinco anos. Pelo balanço de N, o estoque de N seria suficiente para suprir a demanda desse nutriente pelo eucalipto por mais de 15 rotações de cinco anos. As reservas orgânicas contribuem para o fornecimento de N em diferentes magnitudes e, em conjunto, são suficientes para atender à demanda de N pelo eucalipto por várias rotações de cultivo.